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来自北卡罗莱纳州立大学和中国科学院的研究人员研制出了一种高效的半打印塑料太阳能电池，它不使用对环境有害的卤素溶剂。这些太阳能电池可以在室温下生产，这对大规模的商业生产具有重要意义。
塑料太阳能电池，又称有机光伏电池，因其重量轻、柔韧、透明、制造成本低而广受欢迎，可用于多种用途。不幸的是，在它们的生产中使用的含卤素溶剂是大规模商业化的障碍。这些溶剂是确保太阳能电池的形态或结构最大限度地提高其能源效率的关键;然而，它们对环境有害。此外，这些苛刻的化学物质的使用需要一个可控的环境，这增加了生产成本。
叶龙(Long Ye)是美国北卡罗来纳州立大学(NC State)的物理学博士后研究学者，也是一篇描述这项工作的论文的主要作者，他想找出无毒溶剂是否能在制造过程中提供同样有效的形态。叶和他的同事开发了一种利用邻甲基苯甲醚(o-MA)作为溶剂的半印刷塑料太阳能电池的概念证明。O-MA是食品中常用的调味剂，对人体无毒。
研究人员使用软x射线技术研究他们的太阳能电池的形态。他们发现，基于o-MA的太阳能电池与卤化溶剂产生的电池具有相似的形态、晶体特征和器件性能。太阳能电池的整体效率评级约为8.4%。此外，它们的细胞可以在环境或室温下通过叶片涂层生产。叶片涂覆是一种利用玻璃叶片将一层薄薄的光伏薄膜涂覆在刚性或柔性基材上的工艺，该工艺适用于大规模的商业生产。
“大规模生产这些太阳能电池的两个关键要求是，这些电池可以在露天环境中生产，而且这个过程不会对健康或环境造成危害，”叶说。“希望这项工作可以为在环境空气中打印太阳能电池铺平道路。”
该作品出现在化学材料．通讯作者:北加州大学物理学家Harald Ade，中国科学院侯建辉教授。Ade小组成员袁雄制作了太阳能电池，Brendon T. O 'Connor和Abay Gadisa参与了工作。资金由海军研究办公室拨款N0014-15-1-2322和UNC-GA研究机会计划拨款提供。
皮克-
编辑报告:论文摘要如下。
“从温和的食品添加剂溶液中在空气中加工叶片涂层的高性能有机太阳能电池”
DOI:10.1021 / acs.chemmater.6b03083
作者:叶龙，熊元，Abay Gadisa, Masoud Ghasemi, Adrian Hunt, Nrup Balar, Brendan T. O 'Connor and Harald Ade，北卡罗莱纳州立大学;姚慧峰，张浩，李孙孙，侯建辉，中国科学院
发表:在网上化学材料
文摘:
溶液可加工共轭有机材料因其成本低、重量轻、特别是易于大面积柔性电子器件制造的潜力而引起了人们的极大兴趣。含卤素的有毒溶剂已被广泛应用于有机电子的加工，特别是有机光伏(opv)。为了将这项技术转变为更具商业吸引力的制造方法，去除这些卤化溶剂仍然是关键的挑战之一。我们的形态(硬/软x射线散射)和量热表征表明，使用邻甲基苯甲醚，一种认证的食品添加剂，作为加工溶剂，可以获得与广泛使用的二元卤代溶剂(氯苯和1,8-二碘辛烷)类似的晶体性质和畴间距/纯度。从而在自旋浇铸薄膜中获得类似的光伏性能。为了更进一步，我们进一步展示了邻甲基苯甲醚作为加工溶剂在空气中几种opv的叶片涂层中的潜力。值得注意的是，这种单一的非有害溶剂在opv中分别通过刀片涂层PBDT-TSR:PC产生~8.4%和~5.2%的效率71BM和环境空气中全聚合物PBDT-TS1:PPDIODT，在同类器件中均属最高值。我们相信，这种简单的无危险溶剂方法也将适用于大面积卷对卷涂布和空气中高效opv的工业规模印刷。
